Aufbau eines (Festkörper-)Lasers

Ein Rubinfestkörperlaser besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Rubinkristall an dessen Endflächen Spiegel angebracht sind, von denen einer etwas durchlässig ist. Damit er Licht abstrahlen kann, muß er selber mit Energie versorgt werden ( es gibt leider kein perpetuum mobile), deshalb werden die Laseratome durch starke Lichtquellen von außen angeregt. Durch die Spiegel an den Enden werden die möglichen Lichtwellen begrenzt. Der Laser ist ein System mit Randbedingungen. Die Lichtwellen müssen Knoten an den Enden haben und die Wellenlänge, das ist die Länge zwischen den Maxima zweier Wellenberge, muß die folgende Gleichung erfüllen.

$$\lambda=\frac{2*L}{n}$$ (1)

$$L=Abstand\;zwischen\;den\;Spiegel$$

$$n\epsilon\mathcal{N}$$

Die Lichtwellen im Laser entsprechen der Gleichung:

$$E(x,t)=E(t)\sin(kx)$$ (2)

$$k=\frac{2\pi}{\lambda}$$ (3)

Außerdem wissen wir, daß die Frequenz $\nu$ mit der Wellenlänge über die Wellengeschwindigkeit v (für elektromagnetische Wellen die Lichtgeschwindigkeit c) folgendermaßen verknüpft ist: $\nu=\frac{c}{\lambda}$